习题与参考答案
一、选择题
1 与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点。
A. 传动平稳，噪声小
B. 传动效率高
C. 可产生自锁
D. 传动比大
2 阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。
A. 法面
B. 端面
C. 中间平面
3 蜗杆直径系数q＝。
A. q=d l/m
B. q=d l m
C. q=a/d l
D. q=a/m
4 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。
A. 提高
B. 减小
C. 不变
D. 增大也可能减小
z，则传动效率。
5 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数
1
A. 提高
B. 降低
C. 不变
D. 提高，也可能降低
z，则滑动速度。
6 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数
1
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 增大也可能减小
z，则。
7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数
1
A. 有利于蜗杆加工
B. 有利于提高蜗杆刚度
C. 有利于实现自锁
D. 有利于提高传动效率
8 起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用的蜗杆。
A. 单头、小导程角
B. 单头、大导程角
C. 多头、小导程角
D. 多头、大导程角
9 蜗杆直径d1的标准化，是为了。
A. 有利于测量
B. 有利于蜗杆加工
C. 有利于实现自锁
D. 有利于蜗轮滚刀的标准化
10 蜗杆常用材料是。
A. 40Cr
B. GCrl5
C. ZCuSnl0P1
D. L Y12
11 蜗轮常用材料是。
A. 40Cr B．GCrl5
C. ZCuSnl0P1
D. L Yl2
12 采用变位蜗杆传动时。
A. 仅对蜗杆进行变位
B. 仅对蜗轮进行变位
C. 同时对蜗杆与蜗轮进行变位
13 采用变位前后中心距不变的蜗杆传动，则变位后使传动比 。
A. 增大
B. 减小
C. 可能增大也可能减小。
14 蜗杆传动的当量摩擦系数f v 随齿面相对滑动速度的增大而 。
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 可能增大也可能减小
15 提高蜗杆传动效率的最有效的方法是 。
A. 增大模数m
B. 增加蜗杆头数1z
C. 增大直径系数q
D. 减小直径系数q
16 闭式蜗杆传动的主要失效形式是 。
A. 蜗杆断裂
B. 蜗轮轮齿折断
C. 磨粒磨损
D. 胶合、疲劳点蚀
17 用 计算蜗杆传动比是错误的。
A. i =ω1/ω2
B. i =2z /1z
C. i =21/n n
D. i =21/d d
18 在蜗杆传动中，作用在蜗杆上的三个啮合分力，通常以 为最大。
A. 圆周力F tl
B. 径向力F r1
C. 轴向力F a1
19 下列蜗杆分度圆直径计算公式：
（a ）d 1=mq ； （b ）d 1=m 1z ；（c ）d 1=d 2/i ；（d ）d 1=m 2z /（itan ）； （e ）d 1=2a /（i +1）。 其中有 是错误的。
A. 一个
B. 两个
C. 三个
D. 四个
20 蜗杆传动中较为理想的材料组合是 。
A. 钢和铸铁
B. 钢和青铜
C. 铜和铝合金
D. 钢和钢
二、填空题
2l 阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当于直齿条与 齿轮的啮合。
22 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越 ，自锁性越 ，一般蜗杆头数常取1z = 。
23 在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力F al =1 800N ，圆周力F t1=880N ，若不考虑摩擦影响，则作用在蜗轮上的轴向力F a2= ，圆周力F t2 。
24 蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越 。
25 在蜗杆传动中，产生自锁的条件是 。
26 蜗轮轮齿的失效形式有 、 、 、 。但因蜗杆传动在齿面间有较大的 ，所以更容易产生 和 失效。
27 变位蜗杆传动仅改变 的尺寸，而 的尺寸不变。
28 在蜗杆传动中，蜗轮螺旋线的方向与蜗杆螺旋线的旋向应该 。
29 蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力F t1的方向总是与 ，而径向力F rl 的方向总是 。
30 闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括： 、 和 三部分。
31 阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面相当于 与 相啮合。因此蜗杆的 模数应与蜗轮的 模数相等。
32 在标准蜗杆传动中，当蜗杆为主动时，若蜗杆头数1z 和模数m 一定，而增大直径系数q ，则蜗杆刚度 ；若增大导程角γ，则传动效率 。
33 蜗杆分度圆直径1d = ；蜗轮分度圆直径2d = 。
34 为了提高蜗杆传动的效率，应选用 头蜗杆；为了满足自锁要求，应选1z = 。 35 蜗杆传动发热计算的目的是防止 ，以防止齿面 失效。发热计算的出发点是 等于 。
36 为了蜗杆传动能自锁，应选用 头蜗杆；为了提高蜗杆的刚度，应采用 的直径系数q 。
37 蜗杆传动时蜗杆的螺旋线方向应与蜗轮螺旋线方向 ；蜗杆的分度圆柱导程角应等于蜗轮的分度圆螺旋角。
38 蜗杆的标准模数是 模数，其分度圆直径1d = ；蜗轮的标准模数是 模数，其分度圆直径2d = 。
39 有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数1z =2，蜗杆直径系数q =8,蜗轮齿数2z =37,模数m =8mm ，则蜗杆分度圆直径1d = mm ；蜗轮分度圆直径2d = mm ；传动中心距a mm ；传动比i = ；蜗轮分度圆上螺旋角2β= 。
40 阿基米德蜗杆传动变位的主要目的是为了 和 。
41 在进行蜗杆传动设计时，通常蜗轮齿数2z ＞26是为了 ；2z ＜80(100)是为了 。
42 蜗杆传动中，已知蜗杆分度圆直径1d ，头数1z ，蜗杆的直径系数q ，蜗轮齿数2z ，模数m ，压力角α，蜗杆螺旋线方向为右旋，则传动比i = ，蜗轮分度圆直径2d = ，蜗杆导程角γ= ，蜗轮螺旋角β ，蜗轮螺旋线方向为 。
43 阿基米德圆柱蜗杆传动的中间平面是指 的平面。
44 由于蜗杆传动的两齿面间产生较大的 速度，因此在选择蜗杆和蜗轮材料时，应使相匹配的材料具有良好的 和 性能。通常蜗杆材料选用 或 ，蜗轮材料选用 或 ，因而失效通常多发生在 上。
45 蜗杆导程角的旋向和蜗轮螺旋线的力向应 。
46 蜗杆传动中，一般情况下 的材料强度较弱，所以主要进行 轮齿的强度计算。
三、问答题
47 蜗杆传动具有哪些特点？它为什么要进行热平衡计算？若热平衡计算不合要求时怎么办？ 48 如何恰当地选择蜗杆传动的传动比i 12、蜗杆头数1z 和蜗轮齿数2z ，并简述其理由。 49 试阐述蜗杆传动的直径系数q 为标准值的实际意义。
50 采用什么措施可以节约蜗轮所用的铜材？
51 蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力F t1与蜗轮所受的圆周力F t2是否相等？
52 蜗杆传动中，蜗杆所受的轴向力F a1与蜗轮所受的轴向力F a2是否相等？
53 蜗杆传动与齿轮传动相比有何特点？常用于什么场合？
54 采用变位蜗杆传动的目的是什么？变位蜗杆传动中哪些尺寸发生了变化？
55 影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？为什么传递大功率时很少用普通圆柱蜗杆传动？ 56 对于蜗杆传动，下面三式有无错误？为什么？
（1）21212121////d d z z n n i ====ωω；
（2）2/)(2/)(2121z z m d d a +=+=；
（3）11121222/2/2/2t t F d T d i T d T F ====；
57 蜗杆传动中为何常用蜗杆为主动件？蜗轮能否作主动件？为什么？
58 为什么要引入蜗杆直径系数q ？如何选用？它对蜗杆传动的强度、刚度及尺寸有何影响？ 59 影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？导程角γ的大小对效率有何影响？
60 蜗杆传动的正确啮合条件是什么？自锁条件是什么？
61 蜗杆减速器在什么条件下蜗杆应下置？在什么条件下蜗杆应上置？
62 选择蜗杆的头数1z 和蜗轮的齿数2z 应考虑哪些因素？
63 蜗杆的强度计算与齿轮传动的强度计算有何异同？
64 为了提高蜗杆减速器输出轴的转速，而采用双头蜗杆代替原来的单头蜗杆，问原来的蜗轮是否可以继续使用？为什么？
65 蜗杆在进行承载能力计算时，为什么只考虑蜗轮？而蜗杆的强度如何考虑？在什么情况下需要进行蜗杆的刚度计算？
66 在设计蜗杆传动减速器的过程中，发现已设计的蜗杆刚度不足，为了满足刚度的要求，决定将直径系数q 从8增大至10，问这时对蜗杆传动的效率有何影响？
67 在蜗杆传动设计时，蜗杆头数和蜗轮齿数应如何选择？试分析说明之。
四、分析计算题
68 在题68图中，标出未注明的蜗杆(或蜗轮)的螺旋线旋向及蜗杆或蜗轮的转向，并绘出蜗杆或蜗轮啮合点作用力的方向(用三个分力表示)。
题 68图
69 题69图所示为两级蜗杆减速器，蜗轮4为右旋，逆时针方向转动（n 4），要求作用在轴Ⅱ上的蜗杆3与蜗轮2的轴向力方向相反。试求：
题 69图
（1）蜗杆1的螺旋线方向与转向；
（2）画出蜗轮2与蜗杆3所受三个分力的方向。
70 一单级普通圆柱蜗杆减速器，传递功率P=7.5kW ，传动效率η=0.82，散热面积A=1.2m 2，表面传热系数s α=8.15W/(m 2·℃)，环境温度0t =20℃。问该减速器能否连续工作？
71 已知一单级普通圆柱蜗杆传动，蜗杆的转速1n =1 440r/min ，传动比2,241==z i ，m =10mm,q =8,蜗杆材料为45钢，表面淬火50HRC ，蜗轮材料为ZCuSn10P1，砂模铸造，并查得N=107时蜗轮材料的基本许用接触应力HP σ'=200 Mpa 。若工作条件为单向运转，载荷平稳，载荷系数K A =1.05，每天工作8h ，每年工作300天，工作寿命为10年。试求这蜗杆轴输入的最大功率。
提示：接触疲劳强度计算式为
HP A E H z d m T K Z σσ≤='22
1229 并已知：MPa Z E 160=，导程角=γ012014'''ο，当量摩擦角81011'''=οv ρ。
72 题72图所示为一标准蜗杆传动，蜗杆主动，转矩T 1=25 000N ·mm ，模数m =4 mm ，压力角α=20°，头数1z =2，直径系数q =10，蜗轮齿数2z =54，传动的啮合效率75.0=η。试确定：
题 72图
（1）蜗轮的转向；
（2）作用在蜗杆、蜗轮上的各力的大小及方向。
73 题73图所示为由电动机驱动的普通蜗杆传动。已知模数m =8 mm,d 1=80 mm, 1z =1,2z =40,蜗轮输出转矩2T '=1.61×106N ·mm, n 1=960r/min,蜗杆材料为45钢，表面淬火50HRC ，蜗轮材料为ZCuSn10P1，金属模铸造，传动润滑良好，每日双班制工作，一对轴承的效率99.03=η，搅油损耗的效率99.02=η。试求：
（1）在图上标出蜗杆的转向、蜗轮轮齿的旋向及作用于蜗杆、蜗轮上诸力的方向；
（2）计算诸力的大小；
（3）计算该传动的啮合效率及总效率；
（4）该传动装置5年功率损耗的费用（工业用电暂按每度0.5元计算）。
（提示：当量摩擦角031'=οv ρ。）
74 一普通闭式蜗杆传动，蜗杆主动，输入转矩1T =113 000N ·mm ，蜗杆转速n 1=1 460r/min ，m =5 mm ，q =10，60,321==z z 。蜗杆材料为45钢，表面淬火，HRC ＞45，蜗轮材料用ZCuSn10P1，
离心铸造。已知66218'''=ογ、021'=οv ρ。试求：
（1）啮合效率和传动效率；
（2）啮合中各力的大小；
（3）功率损耗。
题 73图 题 75图
75 题75图所示为某手动简单起重设备，按图示方向转动蜗杆，提升重物G 。试求：
（1）蜗杆与蜗轮螺旋线方向；
（2）在图上标出啮合点所受诸力的方向；
（3）若蜗杆自锁，反转手柄使重物下降，求蜗轮上作用力方向的变化。
例 解
1. 有一阿基米德蜗杆传动，已知比i=18，蜗杆头数Z 1=2，直径系数q=10，分度圆直径d 1=80mm 。试求：1）模数m 、蜗杆分度圆柱导程角γ、蜗轮齿数Z 2及分度圆柱螺旋角β；2）蜗轮的分度圆直径d 2和蜗杆传动中心距α。
解答：1）确定蜗杆传动基本参数
m=d 1/q=80/10=8mm
Z 2=i Z 1=18×2=36
63811110/1arctan()/arctan(1'''?===q Z γ
β=γ=638111'''?
2）求d 2和中心距α：d 2=Z 2m=36×2=288mm
α=m(q+Z 2)/2=8×(10+36)/2=184=184mm
2. 分析与思考：蜗轮蜗杆传动正确啮合条件如何？为什么将蜗杆分度圆直径d 1定为标准值？
答：蜗轮蜗杆传动正确啮合条件为：?===2021a a t a α；m m m t ==21α；β=γ。将蜗杆分度圆直径d 1定为标准值的目的是：减少蜗轮滚刀的数目，便于刀具标准化。
78. 图中蜗杆主动，试标出未注明的蜗杆（或蜗轮）的螺旋线方向及转向，并在图中绘出蜗杆、蜗轮啮合点处作用力的方向（用三个分力：圆周力F t 、径向力F r 、轴向力F 。表示）。
题解分析：根据蜗杆传动啮合条件之一：γ
β=和螺旋传动原理一出未注明的蜗杆（或蜗轮）的螺旋线方向及转向；再根据蜗杆（主动）与蜗轮啮合点处各作用力的方向确定方法，定出各力方向如题解图所示。
3 分析与思考：
（1）蜗轮的旋转方向应如何确定？
（2）蜗杆（主动）与蜗轮啮合点处各作用力的方向如何确定？
答：（1）蜗轮的旋转方向：当蜗杆的旋转方向和螺旋线方向已知时，蜗轮的旋转方向可根据螺旋副的运动规律来确定。
（2）各力方向确定：
圆周力F t
F t1（蜗杆）——蜗杆为主动件受到的阻力，故与其转向n1方向相反。
F t2（蜗轮）——蜗轮为从动件受到的是推力故与其转向n2方向相同。
径向力F r——F r1、F r2分别沿蜗杆、蜗轮的半径方向指向各自的轮心
轴向力FαFα1（蜗杆）——根据蜗杆的螺旋线方向（左旋或右旋）及其转向n1，用左（或右）手定则来确定，即手握蜗杆皿指n1方向弯曲，大姆指的指向则为F
α1
的方向。
Fα2（蜗轮）——Fα2与F t1大小相等方向相反。
4. 图示蜗杆传动，蜗杆1主动，其转向如图示，螺旋线方向为右旋。试决定：1）蜗轮2的螺旋线方向及转向n2。
2）蜗杆、蜗轮受到的各力（F t、F r、Fα）
题解分析：
1）蜗轮的螺旋线方向—右旋，蜗轮的转向n2—见题解图所示。
2）蜗杆受力F t1、F r1、Fα1及蜗累受力F t2、F r2、Fα2——见题解图所示。
5 图示为一标准蜗杆传动，蜗杆主动，螺旋线方向为左旋，转矩T1=2500N·mm，
α，蜗杆头数Z1=2，蜗杆直径系数q=10，蜗轮齿数Z2=54，模数m=4mm，压力角?
=20
传动效率η=0.75。试确定：
1）蜗轮2的转向及螺旋线方向；
2）作用在蜗杆、蜗轮上的各力的大小和方向（在图中标出）。
解答：
1）蜗轮的转向——蜗轮按逆时针方向转动，蜗轮轮齿螺旋线方向——左旋
2）蜗杆、蜗轮上的各力大小
N F F N
F F N
F F N
F F N
m Z T d T F N
qm T d T F mm N Z Z T i T T t t r r t r t t 12505.468711.170611.170620tan 5.4687tan 5.4687)454/(506202/2/21250)410/(250002/2/25062502
5475.025000122121222222211111211212=-=-==-==??===??====??===?=??===ａａ＝αηη
6. 分析与思考：蜗轮与蜗杆啮合点处各力之间关系如何？与斜齿圆柱齿轮传动各力之间关系有何异同？
答：蜗轮与蜗杆啮合点处各力之间关系：21ａF F t -=；２ａ１t F F
-=；21r r F F -=
不同之处 斜齿圆柱齿轮传动：21t t F F -=；21ａF F a -=
蜗轮与蜗杆传动：２ａ１t F F -=；２ａ１t F F -=
相同之处：21r r F F -=
7. 图示为由斜齿圆柱齿轮与蜗杆传动组成的两级传动，小齿轮1由电机驱动。已知：蜗轮螺旋线方向为右旋，转向m Ⅲ如图示。要求：
1）确定Ⅰ、Ⅱ轴的转动方向（直接绘于图上）；
2）若要使齿轮2与蜗杆3所受轴向力F a2、F a2互相抵消一部分，确定齿轮1、2和蜗杆3的轮齿螺旋线方向；
3）蜗杆、蜗轮分度圆直径分别为d 3、d 4，传递的扭矩为T 3、T 4（N ·mm ），压力角为α，求蜗杆啮合点处所受各力F t3、F r3、F a3的大小（用公式表示，忽略齿面间的摩擦力）；
4）在图中用箭头画出Ⅱ轴上齿轮2和蜗杆3所受各力F t 、F r 、F a 的方向。
解题分析：
1）Ⅰ、Ⅱ轴的转动方向nⅠ、nⅡ一见题图解所示，
2）齿轮1、2和蜗杆3螺旋线方向：齿轮1——左旋；齿轮2——右旋；蜗杆3——右旋，
3）F t3=2T3/d3N；F r3=–F r4= F t4tan α= (2T4/d4)tanαN;
F a3=–F t4=2T4/d4 N;
4）Ⅱ轴上齿轮2与蜗杆3受力见题解图所示。
8. 在图示传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜齿圆柱齿轮，5和6为直齿锥齿轮。若蜗杆主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。试决定：1）若要使Ⅰ、Ⅱ轴上所受轴向力互相抵消一部分，蜗杆、蜗轮及斜齿轮3和4的螺旋线方向及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向（在图中标示）；
2）Ⅱ、Ⅲ轴上各轮啮合点处受力方向（F t、F r、F a在图中画出）。
解题分析：
1）各轴螺旋线方向：蜗杆1——左旋；蜗轮2——左旋；
斜齿轮3——左旋；斜齿轮4——右旋，
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向：Ⅰ轴n
Ⅰ——逆时针；Ⅱ轴n
Ⅱ
——朝下↓；
Ⅲ轴n↑、Ⅲ
2）Ⅱ、Ⅲ轴上各轴受力方向见题解图所示。
9 已知一闭式单级普通蜗杆传动，蜗杆的转速n1=1440r/min，传动i=24，Z1=2，m=10mm，q=8，蜗杆材料为45号钢表面淬火，齿面硬度为50HRC，蜗轮材料为ZCuSn10P1，砂模铸造。若工作条件为单向运转，载荷平稳，使用寿命为2400h。试求：蜗杆能够传递的最大功率P1。（要点提示：因为蜗杆传动的承载能力主要取决于蜗轮齿面接触强度，故可σH≤σHP求解P1。即：首先根据
HP A E
H Z d m T K Z σσ≤=221229求出2221229???? ??≤E HP A Z K Z d m T σ；再由ηi T T 21=求T 1；然后由6
1111055.9?=n T P 求得P 1） 解答：1）求T 2：2
221229???? ??≤E HP A Z K Z d m T σ 式中：mm mm qm d 808101=?==
4822412=?==iZ Z
K A ——因载荷平稳，取K A =1
Z E ——青铜蜗轮与钢制蜗杆配对Z E =MPa 160，N HP
HP Z σσ'= HP
σ'——根据蜗轮材料为ZCuSn10P1砂模铸造，由表查得HP σ'=200MPa 71221064.82400024
1440606060?=??===h h L i n L n N MPa N Z HP HP N HP 20010
64.81010877827??='='=σσσ mm N Z K Z d m T T E HP A ???? ?????=???? ??≤=2
22222122max 216074.152194880109σ =1866 360.608 mm N ?
2）求T 1：)
tan(tan )96.0~95.0(,21v i T T ργγηη+== tan γ=Z 1/q=2/8=0.25 γ=arc tan 0.25=14.036°
s m s m n d v v s /217.6/036.14cos 60000144080036.14cos 60000cos 111=?
??=?==ππγ 由表查得 ?='?=172.1011v ρ
8736.0)
172.1036.14tan(036.14tan 95.0)tan(tan 95.0=?+??=+=v ργγη mm N mm N i T T ?=??==74.890168736
.024608.1866360max 2max 1η 3）求P 1：kW kW T P 4224.131055.9144074.890161055.966max 1max 1=??=?=
10 . 分析与思考：为什么闭式蜗杆传动的工作能力主要取决于蜗轮轮齿面接触强度，而不取决于蜗杆？
答：蜗轮相当于斜齿轮，且蜗轮材料的机械强度比钢制蜗杆强度低，故闭式蜗杆传动的主要失效形式为蜗轮齿面疲劳点蚀，其承载能力主要取决于蜗轮齿面接触强度。
11 图示为带工运输机中单级蜗杆减速器。已知电动机功率P=7.5kW，转速n1=1440r/min，传动比i=15，载荷有轻微冲击，单向连续运转，每天工作8小时，每年工作300天，使用寿命为5年，设计该蜗杆
传动。
解答：
1．选择蜗杆蜗轮的材料
蜗杆材料：45号钢，表面淬火，齿面硬
度为45~55HRC。
蜗轮材料：
因V s
估=（0.02~0.03）3
2
1 1
n P
=（0.02~0.03）32
1440
5.7?
=4.9922~7.4883m/s>4m/s,
故选铸锡青铜ZCuSN10P1砂模铸造。
2．确定主要参数
选择蜗杆头数Z1：因i=15，带式运输机无自锁要求，可选Z1=2
蜗轮齿数Z2=i Z1=15×2=30
3．按齿接触强度条件进行设计计算
1）作用于蜗轮上的转矩T2
T1=9.55×106 P1/n1= 9.55×106 ×7.5/1440 N·mm=4.974×104N·mm 因Z2=2，初估η估=0.8
T1=T1iη=4.974×104×15×0.8n N·mm=5.9688×105 N·mm
2)确定载荷系数K A：固原动机为电动机，载荷有轻微冲击，故取K A=1.25
3）确定弹性影响系数Z E ：青铜蜗轮与钢制蜗杆相配，Z E =160MPa
4）确定许用应力HP σ：'=HP N H Z σσ
N 2=71210912.6120015
144060830056060?=??=????=i n L n h 7853.010
912.61010877827=?==N Z N 基本许用接触应力'HP σ=MPa ，06.1577853.0200=?=HP σ MPa
5）确定模数m 和蜗杆直径d 1
33252221939.774206.15730160109688.525.199)(2mm mm Z Z T K d m HP E A CD =??? ??????=???? ??=σ
由表查得m=8mm ，d 1=140mm ，q=17.5时，其m 2d 1=8960mm 3>(m 2d 2)CD =7742.939mm 3, 但仅适用于Z 1=1，故取m=10mm ，d 1=90mm ，q=9，其m 2d 1=9000mm 3
6）计算中心距α
α=mm mm Z q m 195)309(102
1_(212=+??=+ 4．传动效率及热平衡计算
1）求蜗杆导程角γ：?===5288.129
2arctan arctan 1q Z γ 2）滑动速度V s ：s m n d v v s /528.12cos 6000144090528.12cos 6000cos 111?
??=?==ππγ =6.9514 m/s
3）确定V ρ：由表查得V ρ=?='?12.171
4）计算η：)
12.15288.12tan(5288.12tan )96.0~95.0()tan(tan )96.0~95.0(?+??=+=v ργγη =0.8693~0.8785, 取η=0.87
5）确定箱体散热面积A ：A=9×10-5α1.88=9×10-5×1951.88m 2=1.81764 m 2
6）热平衡计算：取环境温度t 0=20℃，散热系数K t =15W/（m 2·℃），达到热平衡
机械设计期末考试试题及答案 一、选择题 ( 共 20 分，每小题 2 分) 1、通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是 ( ) A. 剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B. 稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C. 磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D. 磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般 在80～200范围内选取，β太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起( ) 。 A. 大的切向力 B. 大的轴向力 C. 小的切向力 D. 小的轴向力 3、若一滚动轴承的寿命为1370000 转，则该轴承所承受的当量动载荷( ) 基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 无法判断 4、在不完全液体润滑滑动轴承设计中，除了限制轴承p 值外，还要对轴承 pv 值 进行验算，其主要目的是( ) 。 A. 限制轴承过渡磨损 B. 限制轴承的温升 C. 保证轴承的强度 D. 限制 轴承的质量 5、通常，一部机器主要是由( ) 三部分构成的。 A. 原动部分，传动部分，执行部分 B. 原动部分，传动部分，控制部分 C. 辅助系统，传动部分，控制部分 D. 原动部分，控制部分，执行部分 6、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( ) 。 A. 齿面点蚀 B. 轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、在 V 带传动中，小轮包角一般应大于( ) 度。 A. 90 B. 100 C. 150 D. 120 8、一齿轮传动，主动轮 1 用 45 号钢调质，从动轮 2 用 45 号钢正火，则它们的齿面接触应力( ) 。 A. H 1 H 2 B. H 1 H 2 C. H1 H 2 D. 无法判断 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是( ) 。 A. d2 B. i z2 C. i n2 D. i d1 i z1 n1 d2 d1 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 HBS2( ) 小齿轮的齿面硬度HBS1 。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题 ( 共 10 分) 1、在轴的结构设计中，轴的最小直径d min是按初步确定的。 (1 分) 2、受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是与之和。 (1 分) 3、在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许 用接触应力可取为[H ]1与[H]2。(1分) 1
目录第一章传动装置的总体设计 一、电动机选择 1. 选择电动机的类型 2. 选择电动机的功率 3. 选择电动机的转速 4. 选择电动机的型号 二、计算总传动比和分配各级传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数 1. 各轴转速 2. 各轴功率 3. 各轴转矩 4. 运动和动力参数列表 第二章传动零件的设计 一、减速器箱体外传动零件设计 1. 带传动设计 二、减速器箱体内传动零件设计 1. 高速级齿轮传动设计 2. 低速级齿轮传动设计 三、选择联轴器类型和型号 1. 选择联轴器类型 2. 选择联轴器型号 第三章装配图设计 一、装配图设计的第一阶段 1. 装配图的设计准备 2. 减速器的结构尺寸 3. 减速器装配草图设计第一阶段 二、装配图设计的第二阶段 1.中间轴的设计 2. 高速轴的设计 3. 低速轴的设计 三、装配图设计的第三阶段 1.传动零件的结构设计
2.滚动轴承的润滑与密封 四、装配图设计的第四阶段 1. 箱体的结构设计 2.减速器附件的设计 3. 画正式装配图 第四章零件工作图设计 一、零件工作图的内容 二、轴零件工作图设计 三、齿轮零件工作图设计 第五章注意事项 一、设计时注意事项 二、使用时注意事项 第六章设计计算说明书编写
第一章传动装置总体设计 、电动机选择 1. 选择电动机的类型 电动机有直流电动机和交流电动机。直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常用的是Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，适用于没有特殊要求的机械上，如机床、运输机、搅拌机等。所以选择Y系列三相异步电动机。 2. 选择电动机的功率 电动机的功率用额定功率P ed表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出 功率P d。功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率 过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。 工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定。 工作机所需功率为：P w, n w――工作机(卷筒)的效率，查吴宗泽P5表1-7。 1000 n 工作机所需电动机输出功率为：F d P w—, n i ——带传动效率；n 2——滚动轴承效率; n n n n n n 3 ――齿轮传动效率；n 4――联轴器效率，查吴宗泽P5表1-7。 电动机的额定功率：P ed=(启动载荷/名义载荷)X P d ,查吴宗泽P167表12-1选择电动机的额定功率。 3. 选择电动机的转速 具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速。低转速电动机级数多，外廓尺寸较大，质 量较重，价格较高，但可使总传动比及传动装置的尺寸减小，高转速电动机则相反，应综合考虑各种因素 选取适当的电动机转速。Y系列三相异步电动机常用的冋步转速有3000r/min、1500r/min、1000r/min和750r/min，—般多选同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机。为使传动装置设计合理，可根据工作机 的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即 n d=(i1i2…i n)n w, n d为电动机可选转速范围，h, i2,…，i n为各级传动机构的合理传动比范围，n w为工作机转速。 工作机转速：n w 60 1000 v d D 查吴宗泽P188表13-2知：i v带传动=2~4 , i单级圆柱齿轮传动=2~5，则电动机转速的可选范围为n d=(2~4) X (3~5) X (3~5) X n 电动机转速推荐选择1500r/mi n 4. 选择电动机的型号
习题与参考答案 一、选择题 1 与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点。 A. 传动平稳，噪声小 B. 传动效率高 C. 可产生自锁 D. 传动比大 2 阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。 A. 法面 B. 端面 C. 中间平面 3 蜗杆直径系数q＝。 A. q=d l/m B. q=d l m C. q=a/d l D. q=a/m 4 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。 A. 提高 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则传动效率。 5 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 提高，也可能降低 z，则滑动速度。 6 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则。 7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数 1 A. 有利于蜗杆加工 B. 有利于提高蜗杆刚度 C. 有利于实现自锁 D. 有利于提高传动效率 8 起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用的蜗杆。 A. 单头、小导程角 B. 单头、大导程角 C. 多头、小导程角 D. 多头、大导程角 9 蜗杆直径d1的标准化，是为了。 A. 有利于测量 B. 有利于蜗杆加工 C. 有利于实现自锁 D. 有利于蜗轮滚刀的标准化 10 蜗杆常用材料是。 A. 40Cr B. GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. L Y12 11 蜗轮常用材料是。 A. 40Cr B．GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. L Yl2 12 采用变位蜗杆传动时。 A. 仅对蜗杆进行变位 B. 仅对蜗轮进行变位
“机械设计基础”课程的创新教学改革探讨 高等学校是培养具有创新能力人才的主要场所之一。创新教育是高等教育内容的重要组成部分，是一种基于创新教育计划的教育活动，在启发学生创新意识的过程中，突出学生的主体性，注重学生的实践性和个性化发展。在教学活动中鼓励学生积极参与、思考、探索、实践、创造。通过设定教学项目活动、任务分配。培养学生的创新能力，使学生成为全面发展的应用型人才。 “机械设计基础”是工科类专业的一门重要技术基础课，主要研究机械传动过程中的常用机构和部分通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。[1-4]本文结合郑州科技学院“机械设计基础”课程的教学实际，从教学理念、教学方法、教具应用等方面，提出一些探讨性的建议。 1 教学理念 （1）模块式分工教学。单科课程的教学改革，应在专业建设和课程改革之下进行。然而，如果针对全系所有专业全面开展专业建设和课程改革将是一个十分复杂的系统工程，需要全系多个部门的协调和共同努力，制订完善的计划，而在短期内制订出周全的计划也是十分困难的。因此，采用各取所长的方式，从教师个人研究领域选择相关课程，分步骤、分模块地进行课程教学改革的研究和探索，积累经验。而后将其逐渐纳入全系的课程体系建设和课程改革。[5-6]与之相对应，模块式分工的将全系各专业的课程进行类似的建设，这样就可以把多个教师的经验与成果互补与综合。 （2）持续性教学改革。教学改革是一个不断完善的过程，同时也是一个常提常新、不断发展的课题，需要广大教师持之以恒地进行研究。当然，教学改革本身也不是一蹴而就的事情。完善的教学改革方案不可能被一次性提出来，并保持持久的先进性。理想的教学改革方案是不断发展的，与时俱进的。
一、 名词解释 1.机械： 2.机器： 3.机构： 4.构件： 5.零件： 6.标准件： 7.自由构件的自由度数： 8.约束： 9.运动副： 10.低副： 11.高副： 23.机构具有确定运动的条件： 24.死点位置： 25.急回性质： 26.间歇运动机构： 27.节点： 28.节圆： 29.分度圆： 30.正确啮合条件： 31.连续传动的条件： 32.根切现象： 33.变位齿轮： 34.蜗杆传动的主平面： 35.轮系： 36.定轴轮系： 37.周转轮系： 38.螺纹公称直径：螺纹大径。39.心轴： 40.传动轴： 41.转轴： 二、 填空题 1. 机械是（机器）和（机构）的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（自由度）。 3. 平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L -P H ）。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n 1、n 2，直径为D 1、D 2，齿数为z 1、z 2，则其传动比i= （n 1/n 2）= （D 2/D 1）= （z 2/ z 1）。 5. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm ，b=200mm ，c=100mm ，d=90mm 。若以杆Ｃ为机架，则此四杆机构为（双摇杆机构）。 6. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 7. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 8. 平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 9. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 10. 平面连杆机构的行程速比系数Ｋ=1.25是指（工作）与（回程）时间之比为（1.25），平均速比为（1：1.25）。 11. 凸轮机构的基圆是指（凸轮上最小半径）作的圆。 12. 凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 13. 带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 14. 带传动工作时的最大应力出现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为：σmax=σ1＋σb1＋σc 。 15. 普通Ｖ带的断面型号分为（Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E ）七种，其中断面尺寸最小的是（Y ）型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足（接触公法连心线交于一定点）。 17. 渐开线的形状取决于（基）圆。 18. 一对齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）与（α 1 = α2）。 19. 一对齿轮连续传动的条件为：（重合度1>ε）。 20. 齿轮轮齿的失效形式有（齿面点蚀）、（胶合）、（磨损）、（塑 性变形）和（轮齿折断）。 21. 一对斜齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）、（α 1 = α2） 与（β1=-β2）。 22. 蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 23. 通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为（中间平面）。 24. 常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 25. 轴承6308，其代号表示的意义为（6：深沟球轴承、3：直 径代号，08：内径为Φ40）。 26. 润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 27. 列举出两种固定式刚性联轴器（套筒联轴器）、（凸缘联轴 器）。 28. 轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 29. 普通三角螺纹的牙形角为（60）度。 30. 常用联接螺纹的旋向为（右）旋。 31. 普通螺栓的公称直径为螺纹（大）径。 32. 在常用的螺纹牙型中（矩形）形螺纹传动效率最高，（三角） 形螺纹自锁性最好。 33. 减速器常用在（原动机）与（工作机）之间，以降低传速 或增大转距。 34. 两级圆柱齿轮减速器有（展开式）、（同轴式）与（分流式）三种配置齿轮的形式。 35. 轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 36. 轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固游式）三种。 37. 轮系可分为（平面轮系）与（空间轮系）两类。 38. 平面连杆机构基本形式有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）与（双摇杆机构）三种。 39. 凸轮机构按凸轮的形状可分为（盘形凸轮）、（圆柱凸轮） 与（移动凸轮）三种。 40. 凸轮机构按从动件的形式可分为（尖顶）、（滚子）与（平底）三种。 41. 变位齿轮有（正变位）与（负变位）两种；变位传动有（等移距变位）与（不等移距变位）两种。 42. 按接触情况，运动副可分为（高副）与（低副） 。 43. 轴上与轴承配合部分称为（轴颈）；与零件轮毂配合部分称为（轴头）；轴肩与轴线的位置关系为（垂直）。 44. 螺纹的作用可分为（连接螺纹）和（传动螺纹） 两类。 45. 轮系可分为 （定轴轮系）与（周转轮系）两类。 46. 常用步进运动机构有（主动连续、从动步进）与（主动步进、从动连续）两种。 47. 构件是机械的（运动） 单元；零件是机械的 （制造） 单元。 48. V 带的结构形式有（单楔带）与（多楔带）两种。 三、 判断题 1. 一个固定铰链支座，可约束构件的两个自由度。× 2. 一个高副可约束构件的两个自由度。× 3. 在计算机构自由度时，可不考虑虚约束。× 4. 销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。√ 5. 两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。√ 6. 局部自由度是与机构运动无关的自由度。√ 7. 虚约束是在机构中存在的多余约束,计算机构自由度时应除去。√ 8. 在四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。× 9. 压力角越大对传动越有利。× 10. 在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。× 11. 偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 12. 曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 13. 减速传动的传动比i ＜1。× 14. Ｙ型Ｖ带所能传递的功率最大。× 15. 在Ｖ带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。× 16. 带传动一般用于传动的高速级。× 17. 带传动的小轮包角越大，承载能力越大。√ 18. 选择带轮直径时，直径越小越好。× 19. 渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。× 20. 基圆直径越大渐开线越平直。√ 21. 设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。 √ 22. 在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。 × 23. 只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。√ 24. 螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。√ 25. 挤压就是压缩。 × 26. 受弯矩的杆件，弯矩最大处最危险。× 27. 仅传递扭矩的轴是转轴。√ 28. 低速重载下工作的滑动轴承应选用粘度较高的润滑油。√ 29. 代号为6310的滚动轴承是角接触球轴承。×
机械设计模拟题 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、机械零件的设计方法有理论设计经验设计模型试验设计。 2、机器的基本组成要素是机械零件。 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料。 4、按工作原理的不同联接可分为形锁合连接摩擦锁合链接材料锁合连接。 5、联接按其可拆性可分为可拆连接和不可拆连接。 6、可拆联接是指不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。 7、根据牙型螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。 8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，在标准中被定为公称直径。 9、螺纹小径是指螺纹最小直径，即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。 10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。 11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离。 12、螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接紧定螺钉连接。 13、控制预紧力的方法通常是借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。 14、螺纹预紧力过大会导致整个链接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。 15、螺纹防松的方法，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运动关系防松。 16、对于重要的螺纹联接，一般采用机械防松。 17、受横向载荷的螺栓组联接中，单个螺栓的预紧力F?为。 18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。 19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。 20、销按用途的不同可分为定位销连接销安全销。 21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。 22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。 23、按离合器的不同工作原理，离合器可分为牙嵌式和摩擦式。 24、按承受载荷的不同，轴可分为转轴心轴传动轴。
第12章蜗杆传动 习题与参考答案 一、选择题 1 与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点。 A. 传动平稳，噪声小 B. 传动效率高 C. 可产生自锁 D. 传动比大 2 阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。 A. 法面 B. 端面 C. 中间平面 3 蜗杆直径系数q＝。 A. q=d l/m B. q=d l m C. q=a/d l D. q=a/m 4 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。 A. 提高 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则传动效率。 5 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 提高，也可能降低 z，则滑动速度。 6 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则。 7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数 1 A. 有利于蜗杆加工 B. 有利于提高蜗杆刚度 C. 有利于实现自锁 D. 有利于提高传动效率 8 起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用的蜗杆。 A. 单头、小导程角 B. 单头、大导程角 C. 多头、小导程角 D. 多头、大导程角 9 蜗杆直径d1的标准化，是为了。 A. 有利于测量 B. 有利于蜗杆加工 C. 有利于实现自锁 D. 有利于蜗轮滚刀的标准化 10 蜗杆常用材料是。 A. 40Cr B. GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. L Y12 11 蜗轮常用材料是。 A. 40Cr B．GCrl5
C. ZCuSnl0P1 D. L Yl2 12 采用变位蜗杆传动时 。 A. 仅对蜗杆进行变位 B. 仅对蜗轮进行变位 C. 同时对蜗杆与蜗轮进行变位 13 采用变位前后中心距不变的蜗杆传动，则变位后使传动比 。 A. 增大 B. 减小 C. 可能增大也可能减小。 14 蜗杆传动的当量摩擦系数f v 随齿面相对滑动速度的增大而 。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 可能增大也可能减小 15 提高蜗杆传动效率的最有效的方法是 。 A. 增大模数m B. 增加蜗杆头数1z C. 增大直径系数q D. 减小直径系数q 16 闭式蜗杆传动的主要失效形式是 。 A. 蜗杆断裂 B. 蜗轮轮齿折断 C. 磨粒磨损 D. 胶合、疲劳点蚀 17 用 计算蜗杆传动比是错误的。 A. i =ω1/ω2 B. i =2z /1z C. i =21/n n D. i =21/d d 18 在蜗杆传动中，作用在蜗杆上的三个啮合分力，通常以 为最大。 A. 圆周力F tl B. 径向力F r1 C. 轴向力F a1 19 下列蜗杆分度圆直径计算公式： （a ）d 1=mq ； （b ）d 1=m 1z ；（c ）d 1=d 2/i ；（d ）d 1=m 2z /（itan ）； （e ）d 1=2a /（i +1）。 其中有 是错误的。 A. 一个 B. 两个 C. 三个 D. 四个 20 蜗杆传动中较为理想的材料组合是 。 A. 钢和铸铁 B. 钢和青铜 C. 铜和铝合金 D. 钢和钢 二、填空题 2l 阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当于直齿条与 齿轮的啮合。 22 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越 ，自锁性越 ，一般蜗杆头数常取1z = 。 23 在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力F al =1 800N ，圆周力F t1=880N ，若不考虑摩擦影响，则作用在蜗轮上的轴向力F a2= ，圆周力F t2 。 24 蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越 。 25 在蜗杆传动中，产生自锁的条件是 。 26 蜗轮轮齿的失效形式有 、 、 、 。但因蜗杆传动在齿面
目录 第一章总论...................................................................................................................... - 2 - 一、机械设计课程设计的内容.................................................................................. - 2 - 二、设计任务.............................................................................................................. - 2 - 三、设计要求.............................................................................................................. - 3 - 第二章机械传动装置总体设计...................................................................................... - 3 - 一、电动机的选择...................................................................................................... - 3 - 二、传动比及其分配.................................................................................................. - 4 - 三、校核转速.............................................................................................................. - 4 - 四、传动装置各参数的计算...................................................................................... - 5 - 第三章传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算.............................................................. - 5 - 一、蜗轮蜗杆材料及类型选择.................................................................................. - 5 - 二、设计计算.............................................................................................................. - 5 - 第四章轴的结构设计及计算........................................................................................ - 10 - 一、安装蜗轮的轴设计计算.................................................................................... - 10 - 二、蜗杆轴设计计算................................................................................................ - 14 - 第五章滚动轴承计算.................................................................................................... - 17 - 一、安装蜗轮的轴的轴承计算................................................................................ - 17 - 二、蜗杆轴轴承的校核............................................................................................ - 17 - 第六章键的选择计算.................................................................................................... - 18 - 第七章联轴器................................................................................................................ - 19 - 第八章润滑及密封说明................................................................................................ - 19 - 第九章拆装和调整的说明............................................................................................ - 19 - 第十章减速箱体的附件说明........................................................................................ - 20 - 课程设计小结.................................................................................................................... - 21 - 参考文献............................................................................................................................ - 22 -
】 目录 第一章总论......................................................... - 2 - 一、机械设计课程设计的内容....................................... - 2 - 二、设计任务..................................................... - 2 - · 三、设计要求..................................................... - 3 - 第二章机械传动装置总体设计......................................... - 3 - 一、电动机的选择................................................. - 4 - 二、传动比及其分配............................................... - 4 - 三、校核转速..................................................... - 5 - 四、传动装置各参数的计算......................................... - 5 - 第三章传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算............................. - 5 - 一、蜗轮蜗杆材料及类型选择....................................... - 6 - & 二、设计计算..................................................... - 6 - 第四章轴的结构设计及计算.......................................... - 10 - 一、安装蜗轮的轴设计计算........................................ - 10 - 二、蜗杆轴设计计算.............................................. - 15 - 第五章滚动轴承计算................................................ - 17 - 一、安装蜗轮的轴的轴承计算...................................... - 18 - 二、蜗杆轴轴承的校核............................................ - 18 - 第六章键的选择计算................................................ - 19 -. 第七章联轴器...................................................... - 20 -第八章润滑及密封说明.............................................. - 20 -第九章拆装和调整的说明............................................ - 20 -第十章减速箱体的附件说明.......................................... - 20 -课程设计小结........................................................ - 21 -参考文献............................................................ - 22 - ,
机械设计流程
物料验 优化改调试与功＜ 能试验— 样品制 作― 发档
机械设计流程及要求： 1、确定设计思路及方向 1.1由业务部门或相关部门下发产品，研发部根据客户要求的产品剖解 分析，做一个大概的汇总，然后确定设计思路以及设计方向。 1.2 填写评审表。 2可行性分析 2.1对该产品进行可行性分析，首先要搜集产品相关的图片以及相关的厂家以及其他的相关信息，进行资料的汇总与对比，从人机法物环方面充分考，从而分析自己的产品在设计过程中有可能出现的技术难题，安全隐患问题以及怎么避免这些问题的出现，做到如果该方案可行，对该产品进行初步的成本核算 2.2开评审会，汇报上级领导 3、结构设计 3.1对通过可行性分析的产品进行工作原理、核心计算等工作，并出结构草图 3.2开评审会，填写结构评审表 4、建模与力学分析 4.1用相关软件对产品建立主要模型，并在建模过程中对其进行力学分析，以此达到预想的效果 4.2开评审会，填写评审表 5、零件设计 5.1对该产品进行零件设计，并画出对相应的加工图纸
5.2对加工图纸进行审核 6、产品明细表、安装说明书草案 6.1在总装图上填写产品明细表 6.2根据总装图拟写安装说明书草案 7、购置清单及外协加工清单 7.1填写产品购置清单；对于需要外协加工的零件，需填写外协加工清单，并附领导批准的图纸 8、采购 8.1小组组长把需要购买的产品以及外协加工的零部件交与公司采购部门，并督促采购部门相关负责人及时购买 9、物料验证 9.1设计人员、品保人员以及采购人员对采购回来的物品进行物料的验证，对采购回来的产品，如果出现质量或结构等与设计不符合的问题，及时记录，填写检验报告，采购部门及时进行调整 10、样品制作 10.1安装人员根据设计人员提供的图纸进行现场安装，进行样品制作，设计人员、保人员在此过程中给予技术支持，并对此过程中出现的问题进行及时解决。 11、调试与功能试验 11.1对已经安装成功的样品进行调试，各组成员记录好重要参数，认真填写实验报告，把重要的问题点进行汇总。 12、优化改进
机械设计模拟题一、填空题（每小题2分）分，共20模型试验设计。 理论设计经验设计 1、机械零件的设计方法 有。2、机器的基本组成要素是机械零件。陶瓷材料复合材料 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料材料锁合连接。按工作原理的不同联接可分为4、形锁合连接摩擦锁合链接可拆连接和不可拆连接。、联接按其可拆性可分为5 不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。6、可拆联接是指 普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。、根据牙型螺纹可分为7 在标准中被定为公称直径。8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，。 9、螺纹小径是指螺纹最小直径，即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。 10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离紧定螺钉连接。、12螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力、控制预紧力的方法通常是 13 矩的方法来控制预紧力的大小。整个链接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或、螺纹预紧力过大会导致 14 偶然过载时被拉断。摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运、螺纹防松的方法，按其工作原理可分为15 。动关系防松 、对于重要的螺纹联接，一般采用机械防松。16 。为?F、 受横向载荷的螺栓组联接中，单个螺栓的预紧力17． 18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。 19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。 20、销按用途的不同可分为定位销连接销安全销。 21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。 22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。 23、按离合器的不同工作原理，离合器可分为牙嵌式和摩擦式。 24、按承受载荷的不同，轴可分为转轴心轴传动轴。 25、转轴是指工作中既承受弯矩又受扭矩的轴。 26、心轴是指只受弯矩不承受扭矩的轴。 27、传动轴是指只受扭矩不受弯矩的轴。 28、轴上零件都必须进行轴向和周向定位。 29、轴上常用的周向定位零件有键花键销紧定螺钉。
机械设计试题集 一．齿轮受力分析 1、.已知在一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将 蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。 2、已知图中螺旋锥齿轮1的旋转方向，在图中标出螺旋锥齿轮2和蜗轮的旋转方向，并说 明蜗杆的旋向。 3如图所示传动系统，主动齿轮1的转动方向n1和螺旋角旋向如图所示，为使Ⅱ轴所受的轴向力较小： (1)试安排齿轮2的螺旋角旋向和蜗杆3的导程角旋向(用文字说明旋向并在图中画出)； (2)标出齿轮2和蜗杆3上的啮合点的三个分力的方向； (3)标出蜗轮的转向并说明蜗轮的螺旋角旋向。 答案如下：
4.已知在一对斜齿圆柱齿轮传动中，2轮为从动轮，其螺旋线方向为左旋，圆周力Ft2方向如图所示。试确定主动轮1的螺旋线方向、轴向力Fa1的方向，并在图上标出。（10分） 5图示为直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的两级传动，动力由轴Ⅰ输入，轴Ⅲ输出，轴Ⅲ的转向如图所示。 试分析： （1）在图中画出各轮的转向； （2）为使中间轴Ⅱ所受轴向力可以抵消一部分，确定斜齿轮3、4的螺旋方向； （3）画出圆锥齿轮2和斜齿轮3所受各分力的方向。（10分） 6已知在某一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，转动 方向如题31图所示，蜗轮的螺旋线方向为左 旋。试将两轮的轴向力Fa1、Fa2，圆周力Ft1、 Ft2，蜗杆的螺旋线方向和蜗轮的转动方向标在图中。
7图示一蜗杆传动，已知主动蜗杆1的旋向和转向如图所示。试确定： (1)从动蜗轮2的转向和旋向，并在图上表示； (2)在图中标出蜗轮和蜗杆所受各分力(径向力Fr、圆周力Ft和轴向力Fa)的方向。
中 原 工 学 院 2003～2004学年 第一学期 机械制造及自动化专业 机械设计课程期末试卷（答案） 一、是非题(用“√”表示正确，“×”表示错误填在题末的括号中)。 (本大题共10小题，每小题1分，总计10分) 1、受静载荷作用的零件只能产生静应力，受变载荷作用的零件才能产生变应力。 （ × ） 2、受交变横向载荷作用的普通螺栓联接，在正常工作时螺栓杆所受到的拉力不变。 （ √ ） 3、为了使V 带的工作侧面能与V 带轮轮槽的工作侧面紧紧贴合，因为V 带的剖面楔角为40o，因而V 带轮轮槽角也相应为40o 。 （ × ） 4、为了避免带打滑，可将带轮上与带接触的表面加工得粗糙些以增大摩擦。 （ × ） 5、对轮齿沿齿宽作适当的修形（鼓形齿），可以大大改善载荷沿接触线分布不均匀的现象。 （ √ ） 6、齿面点蚀是润滑良好的软齿面闭式齿轮传动常见的失效形式。 （ √ ） 7、直齿圆锥齿轮的强度计算中，通常近似地以大端分度圆处的当量圆柱齿轮来代替圆锥齿轮进行强度计算。 （ × ） 8、与齿轮传动的变位方法相类似，不仅可以对蜗杆进行变位加工，而且也可以对蜗轮进行变位加工。 （ × ） 9、某45钢轴的刚度不足，可以采取改用40Cr 合金钢措施来提高其刚度。 （ × ） 10、滚动轴承的基本额定寿命是指一组轴承中10%的轴承发生疲劳破坏，而90%的轴承不发生疲劳破坏前的转数（以106为单位）或工作小时数。 （ √ ） 二、选择题(将正确的代码A 、B 、C 、D 填入横线上方的空格处)。 (本大题共15小题，每小题1.5分，总计15分) 1．零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之__ B __。 A. 增高 B. 降低 C. 不变 D. 有时增高，有时降低 2．对于联接用螺纹，主要要求联接可靠，自锁性能好，故常选用__ A __。 A ．升角小，单线三角形螺纹 B ．升角大，双线三角形螺纹 C. 升角小，单线梯形螺纹 D ．升角大，双线矩形螺纹 3. 设计键联接时，有以下主要内容：①按使用要求选择键的类型；②对键联接进行必要的强度校核计算；③按轴径选择键的剖面尺寸；④按轮毂宽度选择键的长度。在具体设计时，一般的顺序为 C 。 A. ③→④→②→①； B.①→③→②→④； C. ①→③→④→②； D. ①→④→②→③ 4．选取V 带型号，主要取决于____ D ____。 A ．带的松边拉力 B ．带的线速度 C. 带的紧边拉力 D ．带传递的功率和小带轮转速 5．带传动不能保证准确的传动比，其原因是____B ____。 A.带容易变形和磨损 B.带传动工作时由拉力的变化而引起的弹性滑动 C.带在带轮上出现打滑 D.带的弹性变形不符合虎克定律 6. 轮齿弯曲强度计算中的齿形系数Fa Y 与 C 无关。 A ．齿数z B ．变位系数x C ．模数m D ．斜齿轮的螺旋角β 7. 按齿根弯曲疲劳强度设计公式： []3 2112? ??? ??≥F Sa Fa d Y Y z KT m σφmm 计算齿轮传动的模数时，其公式中 []? ??? ? ?F Sa Fa Y Y σ应代入： B 。
《机械设计》课程试题（一） 一、选择题：本题共10个小题，每小题2分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的括号内。1．一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【B 】A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形 2．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【C 】A．包角α太小 B. 初拉力F0太小 C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 3．下列四种型号的滚动轴承，只能承受径向载荷的是【B 】A．6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4．下列四种螺纹，自锁性能最好的是【D】A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 5．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【C】A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 6．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【D 】A．弹簧外径与簧丝直径之比值 B．弹簧内径与簧丝直径之比值 C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D．弹簧中径与簧丝直径之比值 7．普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为【B 】A．90° B. 120° C.135° D.180° 8．V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在【D 】A．V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处 C．V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处 9．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是【D 】A．拉力 B.扭矩 C．压力 D.拉力和扭矩 10．滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后【D 】A．制造困难 B.要使用较长的销轴 C．不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力